Team udvikler ny metode til at skabe den næste brændstofeffektive vedvarende energi

Forskere har længe kæmpet med at generere og opbevare brint, den slags, der en dag kan udgøre rygraden til vedvarende energibrændselsceller, der får vores biler til at bevæge sig, opvarme vores huse og hjælpe med at producere mad, på en måde, der heller ikke vil fremskynde klimaændringer eller på anden måde skade miljøet.

I forskning offentliggjort tidligere i år i Journal of the American Chemical Society , kemikere ved USC Loker Hydrocarbon Research Institute skitserede en kulstofneutral metode til at gøre netop det, med lidt hjælp fra den simpleste alkohol, mennesket kender:methanol.

Senior forfatter G.K. Surya Prakash, 1994 Nobelprisen i kemi vinder Olah i hans sidste store papir og deres team på USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences udtænkte en måde at producere og opbevare brint fra methanol, uden samtidig produktion af hverken kulilte eller kuldioxid, ved at fange det i organiske derivater af ammoniak kaldet aminer.

Den velkendte dampreformeringsproces, der normalt bruges til at udvinde brint fra methanol, kaldet methanol reformeren, producerer traditionelt kulilte og kuldioxid som en del af denne udvindingsproces. Kuldioxid er en drivhusgas, der forårsager global opvarmning og havforsuring.

Forskningen viser blot endnu en måde, kulstof er blevet befriet fra kredsløbet med at skabe og opbevare brændstoffer via methanol, understøtter Olah og Prakashs mangeårige vision om en fuldstændig vedvarende "metanoløkonomi".

Reducere afhængigheden af ​​kulstof-emitterende fossile brændstoffer

"Methanoløkonomien" er et koncept, som Olah-Prakash-teamet først begyndte at raffinere i midten af ​​1990'erne, lige efter det tidspunkt, hvor Olah blev USC's første nobelpristager for sine bidrag til kulsyrer, det navn, som Olah selv opfandt for ioner, der har et positivt ladet kulstofatom.

Ifølge Olah og Prakash, målet for en methanol-baseret økonomi ville være at udvikle vedvarende energikilder, ledet af methanol, som kunne afbøde problemet med klimaændringer forårsaget af kulstofemissioner, samt USA's afhængighed af andre lande for energi, især olie.

Behovet for at udligne råolieforbruget er kun vokset i de mellemliggende årtier, siden Olah og Prakash begyndte deres forskning. På det tidspunkt, det globale forbrug af olie var omkring 70 millioner tønder; det tal forventes at være omkring 100 millioner allerede næste år.

Lande som Kina har allerede begyndt overgangen væk fra olie. I begyndelsen af ​​århundredet, methanolforbruget der var ubetydeligt, men tegner sig nu for mere end 500, 000 tønder hver dag, selvom meget af det er kulbaseret, som kan skabe sin egen problematiske kulstofafstrømning.

Prakashs forskning, Olah og deres team har været fokuseret på at finde en måde at udvinde brintbrændstof fra methanol på måder, der ikke kun er kulstofneutrale, men kan endda være kulstof-positiv.

Rødderne til en kulstoffri fremtid

methanol, nogle gange kaldet "træsprit, "er den enkleste alkohol, der kan fremstilles, kræver kun vand, kuldioxid og energi.

Mens methanol lagrer halvdelen af ​​energien af ​​traditionel petroleumsbaseret benzin, lyset, der brænder halvt så stærkt, brænder også mere rent, uden sod, partikler eller andre rester. Ifølge Miljøstyrelsen, forbrændingen af ​​methanol giver også generelt mindre skadelige drivhusgasser i form af nitrogenoxider.

Methanol nedbrydes hurtigt biologisk. Det er traditionelt blevet produceret af naturgas og kan være ætsende for ældre bilrør og kabiner, dog meget mindre for nyere generationer af biler. Methanol er et mere effektivt brændstof til at erstatte benzin eller diesel, men det giver færre miles til gallonen på grund af dens lavere energitæthed.

Methanol har også længe været værdsat af racerkørere for dets højere oktan på kortere baner, og fordi det producerer klarere røg, forhindre pileups. Også, i modsætning til typisk petroleumsbaseret benzin, vand er effektivt til at bekæmpe methanol-baserede brande, selvom de rent brændende ild ofte forekommer usynlige i dagslys. Imidlertid, additiver kan også nemt tilsættes methanol for at øge synligheden.

Methanol er også allerede anvendt i den rå kemiske produktion af alle oliebaserede kemikalier og produkter.

Som et vidnesbyrd om dens elegance, enkelhed og allestedsnærværende, methanol forekommer naturligt i små mængder i jordens atmosfære, og der er endda enorme skyer af det, der flyder i de stjernedannende områder af rummet. Olah, Prakash og kolleger offentliggjorde sidste år forskning, der undersøgte forskellene mellem dannelsen af ​​methanol både terrestrisk og ekstraterrestrisk.

Prakash, som arbejdede med Olah i mere end 40 år, sagde "Olah var en kæmpe af en kemiker og en stor visionær, som havde en profetisk tilgang til at løse svære problemer. Han havde bemærkelsesværdig hukommelse og var ret intuitiv. Han var meget belæst, han kendte historie og filosofi og satte pris på musik og kunst. Han var en glubsk læser. Han kan beskrives som en renæssancemand."